页数：51页文件大小：8.41 MB来源： 生物化学ppt课件
本课件围绕遗传信息的传递展开：先给出中心法则的定义与内容，再讲 DNA 的半保留复制及其生物学意义、复制的起始延长与终止、参与复制的酶与蛋白质；随后讲逆转录的过程与逆转录酶，最后讲 RNA 的生物合成途径、RNA 聚合酶、转录过程与 RNA 的复制。
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2.中心法则内容DNARNA蛋白质复制翻译转录遗传信息储存在DNA上，以复制的方式传递给下一代。遗传信息表达为不同结构的蛋白质，行使不同的功能，表现不同的性状中心法则的最初内容：
DNARNA蛋白质复制转录逆转录复制翻译完美形式的中心法则1970年美国生化学家Temin和Baltimore各自独立地发现了逆转录酶，该酶能以RNA为模板合成互补DNA，从而把病毒RNA分子中的遗传信息转移到宿主细胞的DNA分子中。人们还发现有些RNA病毒能够合成RNA复制酶，该酶能够催化RNA的自我复制，即这类病毒在宿主细胞中通过自身RNA的自我复制产生新的病毒颗粒。因此，Crick又提出了中心法则的完美形式。
二、DNA的复制I.半保留复制1.定义：子代DNA分子一条为亲代链，另一条链则是新合成的2.生物学意义：有助于遗传的稳定性3.实验证明亲代子代复制1958年，Meselson-stahl利用经15N标记的大肠杆菌DNA，首先证明了DNA的半保留复制。
子一代子二代
DNA半保留复制机理DNA为什么会进行半保留复制？复制时，随着DNA两条链的逐渐解开，分别以解开的两条链为模板，按照碱基配对原则合成新的链，复制完成后，两条模板链完全分开，生成两个DNA分子。
II.参与原核生物DNA复制的酶和蛋白质因子引物酶DNA聚合酶解螺旋酶（解链酶）单链DNA结合蛋白（SSB）DNA连接酶拓朴异构酶
DNA聚合酶的功能聚合酶III （聚合作用），聚合酶II （修复作用）聚合酶I （修补作用）
解螺旋酶（解链酶）这是一类能通过水解ATP获得能量来解开DNA双链的酶。复制时，DNA解链酶可以沿着一条DNA模板链的5`→3`方向移动，将DNA双链解开。
单链DNA结合蛋白（SSB）是一类特异性和DNA单链区结合的蛋白质。复制时，当解链酶解开双链DNA后，单链结合蛋白覆盖分开的两条DNA链，避免DNA重新形成双链。
DNA连接酶DNA连接酶催化一个DNA链的5`-Pi与另一个DNA链的3`-OH形成磷酸二酯键，但是要求这两个链都必须与同一互补链结合，两个链必须是邻近的，如果缺少一个或一个以上核苷酸，此酶就不能将缺口封闭。AGG CAGCT C C GTCGT C C GTCGA G G AGCHERE !
随着DNA双链不断解开，将使DNA进一步产生超螺旋。如果让这些超螺旋传到DNA分子的末端才释放，那么对大肠杆菌而言，将使DNA以每分钟2万转的速度旋转，显而易见，这种情况在细胞中是不会发生的；而对于环状DNA分子来讲，还不能以这种方式来释放。因此，必须使超螺旋分子成为松驰的状态，这正是拓朴异构酶的作用。拓朴异构酶
拓朴异构酶使DNA超螺旋变为松驰态；它兼有内切酶和连接酶的活力，能迅速使DNA链断开后再接上。
DNA复制时各种酶在DNA链上结合的模式图
III.DNA复制的过程合成的方向：5`→3`反应通式：（dNMP）n-3`-OH+dNTP→（dNMP）n+1-3`-OH+PPi原料：dNTP复制分三个阶段：1.起始2.延长3. 终止
⒉解螺旋酶解开双链后，沿着模板链的5`→3`方向随着复制叉前进而移动，继续将DNA双链解开。此时，单链结合蛋白覆盖解开的两条单上，防止单链退火而重新形成螺旋，或防止形成链内氢键；而拓朴异构使超螺旋松驰下来。⒊引物酶结合在解开的DNA单链上，以DNA为模板、NTP为原料合成一段RNA引物。4.DNA聚合酶III 结合到模板链上，在引物的3`－端加上一个dNTP。
复制叉上仅结合了一套DNA聚合III，前导链与滞后都是由同一套DNA聚合酶完成的。滞后的模板链要形成环，穿过DNA聚合酶才能保证两条链的合成方向均为5`→3`。
复制全过程
逆转录酶合成DNA的过程I.以RNA为模板、dNTP为底物，合成一条互补的DNA（称cDNA），即RNA-DNA链II.水解RNA-DNA杂交分子中的RNAIII.以新合成的DNA链为模板合成另一条互补的DNA链，形成双链DNA分子（前病毒）IV.前病毒整合致电细菌染色体上
逆转录过程1234
逆转录病毒的繁殖123456
RNA聚合酶
大肠杆菌RNA聚合酶各亚基的作用
起始RNA聚合酶全酶能专一地与DNA上RNA合成的起始位点结合，该点称为启动子。启动子是DNA的一个片段。为方便起见，在DNA上使RNA分子开始合成的第一个核苷酸标记为+1；它前方的序列为上游，标记为（-）；它后方的顺序为下游，标记为（+）。第一个顺序：有TATAAT样结构，位于转录起始点上游-10碱基区域，称为Pribnow盒；第二个顺序：有TTGACA样结构，位于转录起始点上游-35碱基区域。请注意：这两个区域的顺序并不重要，而重要的是这两个区域之间的距离。
转录的起始和延长总结
终止当RNA聚合酶移动到基因末端的终止信号处，转录停止，并从DNA上解离下来。终止的方法有两种：第一、蛋白质因子ρ参与识别终止信号。ρ因子虽然不是RNA聚合酶的亚基组分，但能与RNA聚合酶结合，使RNA聚合酶识别终止信号，停止转录过程。第二、新生的RNA链形成一种特殊的发夹结构，使转录终止。这种特殊的发夹结构能使RNA聚合酶的构象发生变化，从而使其从DNA链脱离下来。当然，新生成的RNA这种特殊的发夹结构实际上也是由DNA终止信号的特殊碱基序列所决定的。
转录终止的发夹结构
转录全过程演示
复制与转录的比较
切除内含子
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